2010 - Литология

Морфологические признаки текстур проявляются в пространственном расположении составных частей породы, образующих некий «геометрический образ» породы. Это может быть зафиксировано, например, зарисовано или сфотографировано.

Генезис же текстур, т. е. приобретение ими определенных морфологических признаков, может происходить на всех стадиях формирования и преобразования осадков и осадочных пород – седиментогенезе, диа-, ката-, метагенезе и вторичных изменениях, которые имеют наложенный характер, а также гипергенезе и тектонических процессах.

Текстуры разделяются на две группы. К первой группе отнесены текстуры, характеризующие особенности внутреннего строения пород (внутрислоевые или внутрипластовые текстуры). Ко второй группе отнесены текстуры поверхностей наслоения или напластования.

В дальнейшей классификации текстур первой группы учитывается время их формирования, т. е. связано формирование текстур с седиментогенезом (текстуры первого типа), или их образование связано с постседиментационными процессами (текстуры второго типа) – диагенезом, катагенезом, метагенезом, а также вторичными изменениями пород наложенного характера, гипергенезом, проявлением тектонических движений.

Текстуры второй группы – текстуры наслоения или напластования – образуются одновременно с накоплением осадка или близко этому, т. е. по своей природе являются седиментационными или раннедиагенетическими. Они делятся на два типа: текстуры кровли и текстуры подошвы слоя или пласта.

При характеристике текстур учитывается также способ их образования: биогенный (за счет жизнедеятельности биоты) или абиогенный (за счет меняющейся во времени и пространстве физико-химических условий среды образования осадков и пород).

Наиболее распространенными видами текстур (рис. 3) являются следующие:

Однородная (массивная, беспорядочная, неслоистая) текстура характеризуется одинаковыми свойствами пород по различным направлениям, т. е. изотропностью свойств, включая коллекторские и физико-механические. Такая текстура может образоваться при лавинной седиментации, т. е. отложении материала осадка с высокой скоростью, а также при невысокой, но постоянной по скорости седиментации изометричных или близких к ним по форме и близких по размеру частиц. Однородные текстуры могут формироваться и при постседиментационных процессах, замещая седиментогенные текстуры практически любой морфологии.

11

Примечание. Выделяют также криптогенные текстуры, генезис которых не ясен.

12

а б

Разновидности косослоистых текстур: а – с параллельными сериями слойков; б – с перекрестными сериями слойков

Схема возможного формирования косой слоистости за счет отложения материала на фронте наступающего валика наносов

а б

Текстура подводного оползания незатвердевшего осадка (а) и внедрения оползающего песчаного осадка в незатвердевшие глинистые осадки (б)

Рис. 3. Некоторые виды текстур осадочных пород

13

Типы знаков ряби:

а – волновая осцилляционная (симметричная) рябь, б – волновая прибойная (асимметричная) рябь, в – рябь течений, г – эоловая рябь. L – длина волны ряби, H – высота (амплитуда) ряби, L1 – проекция пологого склона, L2 – проекция крутого склона.

Рис. 3. Продолжение

14

Строматолиты (по Т. А. Дольник).

а– столбчатые строматолиты группы байкалия. Восстановлено методом графического препарирования. Ув. 0,5.

б– то же, шлиф.

Глиптоморфозы кристаллов поваренной соли (галита)

Рис. 3. Окончание

15

Слоистые текстуры относятся к наиболее распространенным в осадочных породах. По своим физико-механическим свойствам слоистые породы анизотропны, т. к. в них свойства вдоль слоистости и в перпендикулярном направлении различны. Слоистые текстуры образуются в процессе седиментации за счет изменения минерального или гранулометрического состава в направлении, перпендикулярном поверхности наслоения.

Слоистые текстуры классифицируются по форме слоев и их положению относительно вектора силы тяжести. Выделяются четыре основных морфоло-

гических вида слоистости: горизонтальная, волнистая, косоволнистая и ко-

сая. Каждый их этих видов слоистости формируется при определенной динамике среды осадконакопления.

Текстуры ориентированных обломков формируются в условиях одно-

направленного водного потока. Направление неизометричных обломков, в том числе органических остатков, позволяет определить направление палеопотоков. Такая текстура может быть как внутрипластовой, так и относиться к текстурам кровли.

Текстура ходов илоедов образуются при раннем диагенезе, когда осадок еще остается рыхлым образованием. Живущие в обогащенном органическим веществом осадке организмы-илоеды оставляют в нем свои ходы и норы. При этом материал осадка, переработанный илоедами, образует шнуроподобные образования, которые начинаются на поверхности осадка и здесь же заканчиваются. На суше подобную текстуру формируют дождевые черви, живущие в почвенном слое.

Текстуры взмучивания образуются при перемыве осадков выше базиса волнового воздействия в условиях активного гидродинамического режима бассейна седиментогенеза. Часто формируются за счет штормов. Взмучивание неконсолидированных осадков может осуществляться также мутьевыми потоками. Причиной взмучивания могут быть также цунами, а в случае негоризонтальной поверхности осадка и землетрясения.

Текстуры подводного оползания и оплывания проявляются в складках,

образующихся на негоризонтальной поверхности осадка. Иногда достаточно весьма малых уклонов дна, чтобы накопившаяся масса осадка сползала. Причиной сползания могут быть мощность осадка, превышающая некую критическую величину, также землетрясения. Оползание осадка и появляющийся за счет этого раздув отложений приводит к увеличению их мощности. На суше аналогичные текстуры образуются за счет солифлюкции – медленного движения оттаявших рыхлых глинистых образований по кровле твердых пород (часто мерзлых рыхлых отложений) под действием силы тяжести.

Элювиальные текстуры пользуются практически повсеместным распространением. Имеют развитие в корах выветривания на суше или гальмиролизе – подводном выветривании. Проявляются в появлении в породах вертикальных трещин и полостей растворения или метасоматическом замещении исходного материала

16

или его отдельных компонентов новообразованиями. При этом первичная текстура породы может быть уничтожена практически полностью. Нередко при химическом типе выветривания формируются сфероагретатные текстуры новообразований.

Конкреционные текстуры могут иметь как концентрически-зональное строение, так и радиально-лучистое. Образуются за счет собирательной перекристаллизации, имеют округлую или уплощенную, значительно реже верти- кально-удлиненную, нередко геометрически неправильную (стяжения) внешнюю формы. Образуются в осадке (при диагенезе) или породе (при катагенезе и метагенезе). По составу такие образования отличны от вмещающей их породы, могут быть сложены карбонатами, сульфатами, минералами кремнезема, фосфатами, окислами и гидроокислами.

Фунтиковоя текстура (текстура «конус в конусе» или «cone-in-cone») по времени образования считается катагенетической. Часто наблюдается в глинистых карбонатных породах. Образование текстуры объясняется катагенетическим перераспределением вещества. Имеются и другие мнения. Согласно им, такая текстура не является седиментогенной и обязана жизнедеятельности колониальных организмов, однако первичные черты биогенности такой текстуры стерты.

Стилолитовая текстура образуется при катагенезе. Чаще обнаруживается в карбонатных породах, реже обломочных. Морфологически выглядит как трещинки растворения, которые имеют зубчатую (сутуры) или волнистую форму. Образуется при миграции отжимаемых из пород флюидов по латерали. При этом происходят и частичное растворение пород, тогда в стилолитовых швах присутствует нерастворимый осадок – глинистые минералы, а также отложение в них других минералов. Пространственное положение стилолитовых швов определяется вектором максимального давления. За счет литостатического давления стилолитовые швы субгоризонтальны, что встречается чаще всего. Однако за счет бокового давления положение стилолитовых швов может быть и вертикальным.

Текстуры пятнистые визуально выглядят в виде неправильных по форме разводов, присутствующих в горной породе. Образуются при пространственном перераспределении вещества, которое на определенных стадиях литогенеза или при гипергенезе может приобретать подвижность.

Зебровая текстура (или кольца Лизеганга) – концентрические кольца или ритмически перемежающиеся полосы. Наблюдаются в яшмах, агатах и тонкопористых породах. Возникают в результате периодического осаждения каких-либо соединений при диффузии в тонкопоровых средах. Образуются обычно при гипергенезе за счет выпадения нерастворимых соединений на различных расстояниях от источника поступления в систему нового вещества. Образование таких текстур объясняется реализацией колебательных химических реакций, что приводит к самоорганизации вещества.

17

Сланцеватая (сланцевая) текстура (или сланцеватость) образуется в глинистых или других осадочных породах, в составе которых присутствую глинистые минералы. Глинистые минералы или другие слоистые силикаты в условиях уплотнения или одностороннего сжатия пространственно ориентируются в направлении, перпендикулярном вектору максимального давления. Возникают при катагенезе или в условиях метагенеза. Сланцеватость проявляется в плитчатчатой отдельности.

Полосчатость – текстура, образующаяся при пространственном перераспределении вещества или послойном метасоматозе. Выражается пространственным чередованием полос, различающихся по минеральному составу. Более характерна для гипергенеза, процессов флюидной переработки осадочных толщ, обладающих слоистостью, а также метагенеза и метаморфизма.

Плойчатость проявляется как мелкая складчатость в осадочных породах. Образуется при катагенезе и метагенезе. Необходимым фактором ее образования является проявление подвижек вблизи тектонических разломов или вязко-пластичного течения пород на больших глубинах. Условие последнего является чередование пород, различных по своим физико-механическим свойствам.

Кливаж – способность породы раскалываться на тонкие пластины. При этом плоскости раскола обычно совпадает со сланцеватостью.

Будинаж – текстура, образующаяся при неравномерном сжатии и растяжении слоистых толщ, сложенных различными по физико-механическим свойствам породами. Проявляется появлением в однородных слоях разрывов или раздувов. В условиях неравномерного сжатия более хрупкие породы разрываются на пластины, а более вязко-пластичные выполняют появившиеся разрывы или пережимы, образуя раздувы. Будинаж появляется при катагенезе или метагенезе, его образованию также способствует стресс. Является результатом растяжения жестких слоев под действием сил трения, возникающих при раздавливании и течении под давлением пластичных слоев, облекающих жесткие. Пространство между будинами (пластинами более хрупких пород, разделенных трещинами разрыва) заполняется облекающим пластичным материалом.

Текстурные знаки кровли – рябь течений, волнений, эоловая рябь – по морфологическим признакам делятся на симметричные и асимметричные. Симметричная рябь формируется в условиях колебательных движений среды, что обусловлено волнением. Однако в условиях волновой деятельности образуется как симметричная, так и асимметричная рябь. Асимметричная рябь также может формироваться и в условиях течений. Классифицируется рябь также по агенту переноса материала – воде или ветру.

Трещины усыхания проявляются в развитии в нижележащих отложениях V-образных в разрезе трещин, которые заполнены материалом вышезалегающих отложений или материалом, осыпавшемся с их стенок. В плоскости, па-

18

раллельной слоям, трещины усыхания образуют полигональной формы многогранники. Трещины усыхания образуются при осушении осадка и указывают на перерывы в осадконакоплении.

Отпечатки (глиптоморфозы) кристаллов, зерен и агрегатов льда, солей представляют пустоты, сформированные за счет растворения в горной породе ранее присутствующих в ней включений. Форма пустот соответствует форме растворенных включений, однако впоследствии пустоты могут быть выполнены и другим материалом, в том числе и материалом вмещающей породы.

Кристаллы, зерна и агрегаты включений могут формироваться как при седиментогенезе, так и в постседиментационные стадии. Образуются либо на поверхности слоев и пластов, либо внутри них.

Отпечатки капель дождя и града – углубления, формирующиеся на поверхности незатвердевшего осадка за счет атмосферных осадков – капель дождя или зерен града. Имеют округлую, реже элипсовидную в плане форму: углубление с ограничивающим его бортиком. Условием их сохранности являются быстрое затвердевание осадка и его захоронение под покровом новообразованных.

Знаки внедрения образуются при выжимании более пластичных отложений в вышезалегающие менее пластичные и крепкие отложения. Проявляются как диапировые внедрения. Таким образом формируются глиняные или песчаные дайки, развит также и соляной диапиризм. Процесс внедрения может сопровождаться появлением плойчатости, будинажа и кливажа.

1.6. Полевое описание осадочных пород

Ряд сведений об осадочных породах можно получить только при изучении естественных или искусственных обнажений, т. е. только при полевом изучении пород.

Схема описания пород в обнажениях может быть следующей.

1.Форма и размеры геологических тел. Условия их залегания. Взаимоотношение с выше- и нижележащими породами. Характер контактов между ними.

2.Название породы.

3.Окраска (цвет) породы.

4.Минеральный состав.

5.Структурно-текстурные характеристики.

6.Текстура кровли и подошвы пластов.

7.Конкреции и характер их распределения в породе.

8.Наличие, степень сохранности и характер захоронения органических остатков.

9.Вторичные изменения.

10.Иные признаки.

19

Схема описания образцов осадочных пород может быть следующей.

1.Название породы.

2.Окраска (цвет) породы.

3.Минеральный состав.

4.Структурно-текстурные характеристики.

5.Наличие и степень сохранности органических остатков.

6.Вторичные изменения.

7.Иные признаки.

При визуальном описании дается первоначальное классификационное определение породы. Здесь же должны указываться предварительные сведения об условиях образования пород.

3. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ПОРОДООБРАЗУЮЩИХ МИНЕРАЛОВ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД ПОД ПОЛЯРИЗАЦИОННЫМ МИКРОСКОПОМ

Среди многочисленных методов, применяемых при лабораторном изучении осадочных пород, важнейшим является оптико-микроскопическое изучение шлифов. Оптико-микроскопический метод позволяет не только определить минеральный состав пород и органические остатки, структуру пород, но и провести их стадиальный анализ и сделать определенные выводы о генезисе пород и характере их вторичных изменений.

В настоящем пособии не рассматриваются кристаллооптические свойства минералов, т. к. этот раздел дается в курсе «Петрография». К тому же многие породообразующие минералы осадочных пород являются тонкодисперсными образованиями, диагностика которых под поляризационным микроскопом часто весьма затруднительна, а порой и невозможна. Поэтому в настоящем пособии преимущественно рассматриваются лишь те минералы, которые поддаются диагностике (табл. 3).

Перед началом работы поляризационный микроскоп должен быть приведен в рабочее состояние, для чего, прежде всего, необходимо:

добиться максимального освещения объекта (шлифа); отцентрировать объектив;

при включенном анализаторе проверить скрещенность николей (наличие темноты).

С методической точки зрения все кристаллооптические исследования с помощью поляризационного микроскопа делятся на три группы:

исследование без анализатора (определение окраски, формы зерен, спайности, показателя преломления, псевдоабсорбции, плеохроизма);

исследование с анализатором (характер интерференционной окраски, характер и угол погасания, изучение двойников и оптических аномалий);

20